| Project/Area Number |
22K06643
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47040:Pharmacology-related
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| Research Institution | Foundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe |
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Principal Investigator |
笹原 智也 公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(上席・主任研究員クラス) (30735345)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 血管周皮細胞（ペリサイト） / 血管機能障害 / アミロイドβ / アミロスフェロイド / Na+ポンプ / δ-セクレターゼ / 脳血管アミロイド血症 / アルツハイマー病 / 血管内皮 / β-セクレターゼ / Neuro-vascular Unit |
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| Outline of Research at the Start |
アミロイドβ蛋白質は脳微小血管の機能障害を介してアルツハイマー病（Alzheimer's disease，AD）を増悪する。アミロイドβ蛋白質による血管機能障害は数多く報告されているが、惹起された血管機能障害によるAD増悪の作用機序は未だ明らかにされていない。
血管内皮細胞の障害がAD増悪に関与することから、本研究では脳微小血管内皮細胞と神経細胞を共培養系した評価系を用いて脳微小血管の内皮障害がどの様な作用機序でADの増悪をもたらすかを解明する。さらには解明した作用機序の阻害がADに対し有効な治療効果を示すかを検証する。これら一連の研究を通して血管機能障害によるADの増悪機序を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳血管障害は脳実質でのアミロイドβ（Aβ）蓄積を加速することでアルツハイマー病を増悪するが、その分子機序は未だ解明されていない。我々は高毒性Aβオリゴマーのアミロスフェロイド（ASPD）が血管を障害することを見出し、これが神経Aβ蓄積を増大すると仮説し、本研究課題をスタートした。昨年度までに大脳皮質神経細胞と脳微小血管内皮細胞、脳周皮細胞を用いて構築した独自の共培養システムを用いて、（a）ASPDが内皮細胞と周皮細胞それぞれへの作用を介して、神経細胞でβ-セクレターゼ増加およびδ-セクレターゼ活性化を誘導し、共に神経内のAβ量を増加すること、また（b）内皮細胞と神経細胞の間を仲介するメディエーターとしてアンジオテンシンIIを発見している。以降に周皮細胞と神経細胞間の分子機序解析を中心に研究を進めた2023年度の成果を纏める。
内皮細胞や神経細胞ではASPDの受容体がα3型Na+ポンプ（NKAα3）と判明しているが、周皮細胞でのNKAα3の発現やASPD受容体としての機能の有無、神経δ-secretase活性化での関与は不明であった。そこで本分子機序におけるNKAα3の関与について検証した結果、（1）高発現で知られる神経細胞と同レベルのNKAα3が周皮細胞でも発現していること、（2）周皮細胞の細胞膜に分布するNKAα3にASPDが結合すること、（3）siRNA処置により低下したNKAα3量に応じて、周皮細胞に結合するAPSD量が減少すること、（4）siRNA処理した周皮細胞を用いて構築した共培養システムでは、周皮細胞のASPD刺激による神経細胞δ-secretase活性化が誘導されないことを見出した。これら研究成果によりASPD刺激脳周皮細胞による神経細胞δ-secretase活性化にNKAα3が関与することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に記したとおり、予定していた2023年度の実験計画を達成できている。以上の進捗状況を踏まえ、2023年度の研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題がスタートした2022年度から2023年度の研究では複数の培養細胞で構築した共培養システムを用いて各種解析を進め、ASPDが内皮細胞に作用することで神経細胞のβ-secretaseが増加し、また周皮細胞に作用することで神経細胞のδ-secretaseが活性化し、これら変化によって神経でのAβ蓄積量が増加することを見出し、またそれらの分子機序の解析に務めた。
脳血管障害はアルツハイマー病の増悪因子であり、その増悪に本研究で見出されたAβ増加という変化とその分子機序がヒトの病態で関与する可能性がある。そこで本研究課題の最終年度となる2024年度は、in vitro系の共培養システムで見出された分子機序の活性化が、アルツハイマー病のモデルマウス脳や患者脳などのin vivo系で認められるかを検証する。脳サンプルを解剖学的に解析し、ASPDが沈着した脳血管周囲の神経細胞内でβ-セクレターゼ量や活性化δセクレターゼ量、Aβ量が増加しているかなどを解析し、結果の相関性を検証すると共に、アルツハイマー病の新規治療ターゲットの提案にまで繋げたい。
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